Metal işçiliği

Metal işleme kullanışlı nesneler, parçalar, montajlar ve büyük ölçekli yapılar oluşturmak için metalleri şekillendirme sürecidir. Kelime olarak, devasa gemiler, binalar ve köprü'lerden hassas motor parçalarına ve narin mücevher'lere kadar her ölçekte nesne üretmek için çok çeşitli süreçleri, becerileri ve araçları kapsar.

Metal işçiliği

Metal işlemenin tarihsel kökleri kayıtlı tarihten önce gelir; kullanımı kültürleri, medeniyetleri ve bin yılları kapsar. altın gibi yumuşak doğal metalleri basit el aletleriyle, cevherlerin ergitme ve demir gibi daha sert metallerin sıcak dövme yoluyla şekillendirmesinden işleme ve kaynak gibi son derece teknik modern süreçlere kadar evrimleşmiştir. Metal işleme, sanayide, ticaretin itici gücü olarak, bireysel hobilerde ve sanatın yaratılmasında kullanılmaktadır; hem bilim hem de zanaat olarak kabul edilebilir.

Modern metal işleme süreçleri, çeşitli ve uzmanlaşmış olmasına rağmen, şekillendirme, kesme veya birleştirme işlemleri olarak bilinen üç geniş alandan birinde sınıflandırılabilir.

Genellikle makine atölyesi denilen modern metal işleme atölyeleri, son derece hassas, kullanışlı ürünler yapabilen çok çeşitli özel veya genel kullanımlı takım tezgâhlarını barındırır.

Demircilik, bakırcılık, çilingirlik gibi birçok daha kolay metal işleme tekniği, gelişmiş ülkelerde artık büyük ölçekte ekonomik olarak rekabetçi değildir; bazıları hala daha az gelişmiş ülkelerde zanaat veya hobi işleri veya tarihi canlandırma için kullanılır.

Genel işlemler

Tasarımları aktarmak için kullanılan bir sürgülü cetvel.

Kısa bir uzunluğu tam olarak ölçmek için kumpas kullanılır.

Metal işleme genellikle üç kategoriye ayrılır: "şekillendirme", "kesme" ve "birleştirme". Çoğu metal kesme, yüksek hız çeliğinden aletler veya karbür aletlerle yapılır. Bu kategorilerin her biri çeşitli işlemler içerir.

Çoğu işlemden önce, istenen bitmiş ürüne bağlı olarak metal işaretlenmeli ve/veya ölçülmelidir.

İşaretleme, bir tasarım veya desen'i iş parçasına aktarma işlemidir ve metal işleme el sanatlarında ilk adımdır. Birçok sanayide veya hobide kullanılır. Metal ticareti alanında işaretleme, mühendisin çizim'in bir sonraki adıma, işlemeye veya üretime hazırlık olarak iş parçasına aktarmasından oluşur.

Kumpaslar iki nokta arasındaki mesafeyi hassas bir şekilde ölçmek için tasarlanmış el aletleridir. Çoğu kumpas, iç veya dış çap ölçümleri için kullanılan iki takım düz, paralel kenara sahiptir. Bu kumpaslar, bir inçin (25,4 μm) binde biri hassasiyetinde olabilir. Farklı tipteki kumpaslar, ölçülen mesafeyi göstermek için farklı mekanizmalara sahiptir. Daha büyük nesnelerin daha az hassasiyetle ölçülmesi gerektiğinde, genellikle şerit metre kullanılır.

Malzemelerin süreçlere karşı uyumluluk tablosu

	Malzeme
İşlem	Demir	Çelik	Alüminyum	Bakır	Magnezyum	Nikel	Refractory metaller	Titanyum	Çinko	Prinç	Bronz
Kum döküm	X	X	X	X	X	X			0	0	X
Kalıcı kalıp dökümü	X	0	X	0	X	0			0	0	X
Basınçlı döküm			X	0	X				X
Hassas döküm		X	X	X	0	0				0	X
Ablation döküm		X	X	X	0	0
Açık-kalıpta dövme		0	X	X	X	0	0	0
Kapalı-kalıpta dövme		X	0	0	0	0	0	0
Ekstrüzyon		0	X	X	X	0	0	0
Soğuk kafa şekillendirme		X	X	X		0
Presleme ve Derin çekme		X	X	X	0	X		0	0
Vida makinesi	0	X	X	X	0	X	0	0	0	X	X
Toz metalurjisi	X	X	0	X		0	X	0
Anahtar: X = Rutin olarak gerçekleştirilir, 0 = Zorluk, dikkat veya biraz fedakarlık ile yapılır, boş = Önerilmez

Döküm

Bir kum döküm kalıbı

Ana madde: Döküm

Döküm, erimiş metalin herhangi bir mekanik kuvvet olmaksızın bir kalıba dökülerek ve soğumaya bırakılmasıyla belirli bir form elde edilir. Döküm formları şunlardır: Hassas döküm (sanatta kayıp balmumu dökümü olarak adlandırılır)

• Santrifüj döküm
• Basınçlı döküm
• Kum döküm
• Kabuk döküm
• Döndürerek dökme

Şekillendirme işlemleri

Bu "şekillendirme" işlemleri, herhangi bir malzeme kaldırmadan, nesneyi şekillendirerek metali veya iş parçasını değiştirir. Şekillendirme, mekanik kuvvet sistemi ile ve özellikle dökme metal şekillendirme için ısı ile yapılır.

Toplu şekillendirme işlemleri

Kızgın bir metal iş parçası dövme presine sokulurken.

Plastik deformasyon, bir iş parçasını mekanik kuvvete karşı daha iletken hale getirmek için ısı veya basınç kullanmayı gerektirir. Tarihsel olarak, bu ve döküm işlemi demirciler tarafından yapıldı ancak bugün süreç sanayileşti. Dökme metal şekillendirmede iş parçası genellikle ısıtılır.

• Soğuk ölçüye getirme (ing: Cold sizing)
• Ekstrüzyon
• Çekme
• Dövme
• Toz metalurjisi
• Sürtünmeli delme
• Haddeleme (İngilizce: rolling)
• Parlatma (İngilizce: burnishing)

Levha (ve boru) şekillendirme işlemleri

Bu tür şekillendirme işlemlerinde oda sıcaklığında mekanik kuvvet uygulanır. Ancak bazen kalıp ve/veya parça da ısıtılabilir. Daha az fireyle, daha az maliyetle ve daha hızlı olarak metal sacın delinmesini, şekillendirilmesi, bükülmesi progresiv presleme yöntemiyle yapılır.

• Bükme
• Darp presleme
• Kavis verme
• Derin çekme
• Akış şekillendirme
• Hidroformlama
• Sıcak metal gazla şekillendirme
• Sıcak pres sertleştirme
• Progresiv sac şekillendirme
• Sıvama, Kesme şekillendirme veya Flowforming

Metal sıvamayla şekillendirilmiş pirinç vazo

• Yükseltme
• Silindirlerle şekillendirme (Roll forming)
• Silindirle bükme
• Çekiçle rölyefleme (Repoussé ve chasing)
• Lastik tamponla şekillendirme
• Kesme
• Presleme
• Süperplastik şekillendirme
• İngiliz çarkı kullanarak kenar kordonlama

Kesme işlemleri

CNC plazma kesme makinesi.

"Kesme", spesifikasyonları karşılayan parça yapmak için çeşitli kalıplar kullanılıp fazla malzemeyi keserek, malzemenin belirli bir geometriye getirildiği işlemler topluluğudur. Kesmenin sonucunda kesme talaşı ve kesilmiş parça elde edilir.

Kesme işlemleri üç ana kategoriden biridir:

• Genelde talaşlı imalat olarak bilinen talaşlı üretim süreçleri
• Yakma, metal parçalarını ayırmak için bir çentiği oksitleyerek metalin kesildiği bir dizi işlem
• Yukarıdaki kategorilerden hiçbirine girmeyen çeşitli özel işleme süreçleri

Metal parçaya delik delme talaşlı imalatın en yaygın örneğidir. Çelik levhayı daha küçük parçalara ayırmak için oksi-asetilen kesme torcu kullanmak, yakarak kesme örneğidir. Kimyasal öğütme, aşındırma kimyasalları ve maskeleme kimyasalları kullanarak fazla malzemeyi kaldıran özel işleme bir örnektir.

Metali kesmek için kullanılan birçok teknoloji vardır:

• Kol gücünün kullanıldığı teknolojiler: testere, keski, makasla kesme
• Makine teknolojileri: Tornalama, frezeleme, delme, taşlama, testereyle kesme
• Kaynak/yakma teknolojileri: Lazer, oksi-asetilenle yakma ve plazma ile yakma
• Erozyon teknolojileri: su jeti, elektroerezyon veya aşındırıcı akışıyla işleme ile.
• Kimyasal teknolojiler: Fotokimyasal işleme

Kesme sıvısı veya soğutucu, matkap veya parmak freze gibi bir kesici uçla iş parçası arasındaki kesme arayüzünde sürtünme ve ısı oluştuğunda kullanılır.

Soğutucu, takım aşınmasını önlemek için kesici takım/iş parçası arayüzündeki sürtünmeyi ve sıcaklığı azaltmak için takımın ve iş parçasının yüzüne püskürtülür. Uygulamada, soğutma sıvısı vermenin birçok yöntemi vardır.

Dış bağlantılar

• Schneider, George. "Chapter 1: Cutting Tool Materials," American Machinist, October, 2009